Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας παγκοσμίως συνεχίζουν να αναπτύσσονται ραγδαία. Ωστόσο, η υποδομή του συστήματος ισχύος σε διάφορες χώρες αντιμετωπίζει προκλήσεις κατά την ανάπτυξή της σε διάφορες φάσεις. Τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο σε διάφορες περιπτώσεις. Με την περαιτέρω αύξηση του ρυθμού διείσδυσης της ηλιακής και αιολικής ενέργειας, μακροπρόθεσμα, οι τεχνολογίες διαμόρφωσης δικτύου θα αποτελέσουν κρίσιμη οδό και αναπόφευκτη επιλογή για την εξέλιξη του παγκόσμιου συστήματος ισχύος.
Η λύση συστήματος αποθήκευσης ενέργειας με διαμόρφωση δικτύου της Huawei FusionSolar, η οποία ξεκίνησε στο παρελθόν, έχει ήδη αναπτυχθεί στον προορισμό της Ερυθράς Θάλασσας στη Μέση Ανατολή, η οποία συνδυάζει 400 MW φωτοβολταϊκής ισχύος με συστήματα αποθήκευσης ενέργειας (ESS) 1,3 GWh, καθιστώντας την το μεγαλύτερο μικροδίκτυο στον κόσμο με 100% ανανεώσιμες πηγές ενέργειας από φωτοβολταϊκά και σύστημα αποθήκευσης ενέργειας. Λειτουργεί σταθερά για πάνω από 21 μήνες, παρέχοντας πάνω από 1 δισεκατομμύριο kWh καθαρής ηλεκτρικής ενέργειας. Το σύστημα έχει επίσης χρησιμοποιηθεί στη Γερμανία, τη Βουλγαρία, τις Φιλιππίνες και την Κίνα, στο πλαίσιο της προσπάθειας της εταιρείας να αναπτύξει τα προϊόντα και τις υπηρεσίες της σε όλο τον κόσμο.
Φέτος, η Huawei διοργάνωσε μια τελετή για να αναδείξει τη «Στρατηγική FusionSolar» και να κυκλοφορήσει τη νέα γενιά συστήματος αποθήκευσης ενέργειας με διαμόρφωση δικτύου έξυπνων στοιχειοσειρών. Ο Steven Zhou, Πρόεδρος της σειράς προϊόντων έξυπνων φωτοβολταϊκών και συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας, Huawei Digital Power, μίλησε επίσης για τις μακροχρόνιες δεσμεύσεις της εταιρείας στη στρατηγική FusionSolar, τις ευκαιρίες που προκύπτουν από την ενεργειακή μετάβαση και τα δύο βασικά χαρακτηριστικά της νέας πλατφόρμας συστήματος αποθήκευσης ενέργειας.
Η στρατηγική FusionSolar
Όταν ρωτήθηκε για τη στρατηγική FusionSolar, ο Zhou την περιέγραψε ως την ενσωμάτωση «τεχνολογιών 4T (bit, watt, θερμότητα και μπαταρία) για την κατασκευή της ενεργειακής υποδομής για νέα συστήματα ισχύος». Με την εις βάθος σύγκλιση αυτών, η Huawei δημιουργεί μια καινοτόμο πλατφόρμα συστήματος αποθήκευσης ενέργειας με διαμόρφωση δικτύου έξυπνων στοιχειοσειρών. Ο Zhou επεσήμανε τρεις βασικές προτάσεις αξίας πίσω από την προσέγγιση:
-
Διαμόρφωση δικτύου για όλες τις περιπτώσεις: Η τεχνολογία διαμόρφωσης δικτύου εφαρμόζεται στην παραγωγή, τη μεταφορά, τη διανομή και την κατανάλωση ενέργειας, για να διασφαλιστεί η μακροπρόθεσμη σταθερότητα των νέων συστημάτων ισχύος.
-
Ασφάλεια από το στοιχείο έως το δίκτυο: Για κάθε φάση εφαρμόζονται μέτρα ασφαλείας, για να διασφαλιστεί η ασφάλεια του εξοπλισμού, του προσωπικού και των στοιχείων.
-
Μία λύση για όλα: Η πλατφόρμα συνεργατικής διαχείρισης φωτοβολταϊκών+συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας με τεχνολογία τεχνητής νοημοσύνης μπορεί να προσαρμοστεί σε διάφορα επιχειρηματικά μοντέλα για την εφαρμογή πρόβλεψης ενεργειακής απόδοσης και αυτόματης βελτιστοποίησης των πολιτικών λειτουργίας.
Υπάρχουν δύο βασικά χαρακτηριστικά της νέας στρατηγικής της πλατφόρμας συστήματος αποθήκευσης ενέργειας, η δέσμευση στην αρχιτεκτονική στοιχειοσειρών και η παροχή μιας ολοκληρωμένης λύσης διαμόρφωσης δικτύου.
Δέσμευση στην αρχιτεκτονική στοιχειοσειρών
Είναι ιδιαίτερα σημαντικό αν λάβουμε υπόψη, όπως αναφέρει ο Zhou, ότι ο παγκόσμιος κλάδος ενέργειας διέρχεται από μια περίοδο ραγδαίων αλλαγών, τόσο όσον αφορά τη σημασία του ρόλου της αποθήκευσης όσο και τα υψηλά πρότυπα με τα οποία πρέπει να λειτουργούν αυτά τα στοιχεία αποθήκευσης.
«Η αποθήκευση θα αναπτύσσεται ολοένα και περισσότερο στο μέλλον, εάν πρόκειται να πραγματοποιήσουμε μετάβαση στο σύστημα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας», εξήγησε ο Zhou. «Ως ηλεκτροχημικές συσκευές, τα στοιχεία παρουσιάζουν εγγενώς ασυνέπειες λόγω των πρώτων υλών [και] της κατασκευής, των συνθηκών θερμοκρασίας λειτουργίας κ.λπ. Η συνολική απόδοση ενός συστήματος αποθήκευσης ενέργειας περιορίζεται από το πιο αδύναμο στοιχείο του».
«Ένα μόνο στοιχείο χαμηλής απόδοσης ή υποβαθμισμένο στοιχείο μπορεί να προκαλέσει περαιτέρω θερμική διαφυγή και, εν τέλει, να θέσει σε κίνδυνο την ασφάλεια ολόκληρου του συστήματος. Επομένως, η διαχείριση των ασυνεπειών των στοιχείων κατά τη διάρκεια της ζωής τους δεν είναι απλώς σημαντική—είναι ουσιαστική. Η Huawei παρέμεινε σταθερά αφοσιωμένη στην καινοτομία που βασίζεται στις έξυπνες στοιχειοσειρές. Το 2013, πρωτοπορήσαμε στην εφαρμογή μετατροπέων έξυπνων στοιχειοσειρών σε σταθμούς παραγωγής ηλιακής ενέργειας σε κλίμακα κοινής ωφέλειας και έκτοτε έχουμε διαμορφώσει την αναπτυξιακή πορεία του κλάδου. Μέχρι πέρυσι, το παγκόσμιο μερίδιο αγοράς των μετατροπέων στοιχειοσειράς είχε αυξηθεί από 18% σε 73%. Η αρχιτεκτονική στοιχειοσειρών επεκτείνεται στο σύστημα αποθήκευσης ενέργειας, από το πρώτο σύστημα αποθήκευσης ενέργειας έξυπνων στοιχειοσειρών σε οικιακές εφαρμογές έως τις εμπορικές και βιομηχανικές (C&I) και τις ενεργειακές κοινής ωφέλειας. Έτσι, φέτος, ξεκινήσαμε τη στρατηγική συστήματος αποθήκευσης ενέργειας με διαμόρφωση δικτύου έξυπνων στοιχειοσειρών, επιταχύνοντας την επίτευξη του στόχου για 100% χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο σύστημα ισχύος».
Στην τελευταία πλατφόρμα συστήματος αποθήκευσης ενέργειας με διαμόρφωση δικτύου έξυπνων στοιχειοσειρών, ο βελτιστοποιητής σε επίπεδο συστοιχίας διαχειρίζεται το σύστημα με σημαντικά βελτιωμένη ακρίβεια. Για ένα τυπικό σύστημα 5 MWh, η ελάχιστη μονάδα διαχείρισης είναι η συστοιχία 104 στοιχείων, ενώ για άλλα, περίπου 5.000 στοιχεία. Ο Zhou τόνισε: «Οι δοκιμές μας επιβεβαιώνουν ότι αυτή η αρχιτεκτονική στοιχειοσειρών προσφέρει 10% περισσότερη ενεργειακή απόδοση σε όλη τη διάρκεια ζωής από τις συμβατικές εναλλακτικές λύσεις».
Ολοκληρωμένη λύση διαμόρφωσης δικτύου
«Η Huawei παρέχει μια ολοκληρωμένη λύση, η οποία αποτελείται από το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας με διαμόρφωση δικτύου έξυπνων στοιχειοσειρών, το PCS έξυπνων στοιχειοσειρών, τον Έξυπνο σταθμό μετασχηματιστών, τον Έξυπνο ελεγκτής συστοιχιών και το Έξυπνο σύστημα διαχείρισης ενέργειας», δήλωσε ο Zhou.
Η ολοκληρωμένη λύση διαμόρφωσης δικτύου προσφέρει εις βάθος συντονισμό κάθε συσκευής στο σύστημα μέσω σαφώς καθορισμένων πρωτοκόλλων και αλγορίθμων. Μπορεί να καταγράψει με ακρίβεια τις αλλαγές συχνότητας σε χιλιοστά του δευτερολέπτου και να επιτύχει γρήγορη απόκριση ρύθμισης συχνότητας σε επίπεδο εγκατάστασης. Επιπλέον, παρουσιάζεται με υψηλή διαθεσιμότητα συστήματος, η οποία αποτελεί ισχυρή εγγύηση για τη σταθερή λειτουργία του συστήματος ισχύος.
Αξιοποιώντας την τεχνογνωσία της στους τομείς των φωτοβολταϊκών και των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας, ιδίως όσον αφορά τη φιλικότητα προς το δίκτυο και τις τεχνολογίες διαμόρφωσης δικτύου, η Huawei Digital Power προτείνει το σύστημα τεχνολογίας συστήματος αποθήκευσης ενέργειας με διαμόρφωση δικτύου έξυπνων στοιχειοσειρών και ορίζει τα βασικά πρότυπα των δυνατοτήτων διαμόρφωσης δικτύου: Το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας με διαμόρφωση δικτύου θα πρέπει να διαθέτει δυνατότητες διαμόρφωσης δικτύου για όλες τις επιδόσεις, όλες τις συνθήκες δικτύου και τον πλήρη κύκλο ζωής της παραγωγής, μεταφοράς, διανομής και κατανάλωσης ισχύος.
Ο Zhou συνέχισε επισημαίνοντας έξι στοιχεία διαμόρφωσης δικτύου σε κλίμακα κοινής ωφέλειας από τις προσφορές της εταιρείας:
-
Επίπεδο βραχυκυκλώματος: Ρεύμα βραχυκυκλώματος 1x έως 6x
-
Αδράνεια: σταθερά χρόνου αδράνειας που κυμαίνεται από 0 έως 20 δευτερόλεπτα, δράση εντός 5 ms
-
Ρύθμιση κύριας συχνότητας: χρόνος απόκρισης σε ολόκληρη την εγκατάσταση <200 ms
-
Απόσβεση ταλάντωσης ισχύος: Απόσβεση ταλάντωσης ευρείας ζώνης από 0,1 Hz έως 100 Hz
-
Επανεκκίνηση μετά από ολική διακοπή: επανεκκίνηση μετά από ολική διακοπή για μια εγκατάσταση επιπέδου GWh εντός επιπέδου λεπτού
-
Μεταγωγή εντός/εκτός δικτύου: Απρόσκοπτη μεταγωγή στη λειτουργία VSG
«Αξιοποιώντας αυτές τις έξι δυνατότητες, το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας με διαμόρφωση δικτύου έξυπνων στοιχειοσειρών της Huawei μπορεί να διασφαλίσει σταθερή διαμόρφωση δικτύου 24/7 ανεξάρτητα από το SOC, το SCR του δικτύου και τη μελλοντική εξέλιξη της ενεργειακής αρχιτεκτονικής», συνέχισε ο Zhou. «Προσφέρει αξιόπιστη υποστήριξη για το σύστημα ισχύος και εφαρμόζεται σε διάφορα επιχειρηματικά μοντέλα».
Από την πλευρά της παραγωγής, η λύση μπορεί να προσαρμοστεί σε οποιοδήποτε δίκτυο και η ισχύς μπορεί να μεταδοθεί σταθερά. Οι λειτουργίες ελέγχου τάσης, συχνότητας και γωνίας ισχύος και τα αποτελέσματα εφαρμογής είναι ισοδύναμα με εκείνα των σύγχρονων συμπυκνωτών. Η λύση συστήματος αποθήκευσης ενέργειας με διαμόρφωση δικτύου διαθέτει απλή συντήρηση και χαμηλότερη επένδυση κύκλου ζωής.
Από την πλευρά της μετάδοσης και της διανομής, η λύση σταθεροποιεί την τάση και τη συχνότητα, υποστηρίζει την επανεκκίνηση μετά από ολική διακοπή και μετριάζει την αδύναμη παροχή ισχύος στα κέντρα φόρτωσης. Η αγορά ηλεκτρικής ενέργειας επεκτείνεται από τις αγορές ενέργειας και χωρητικότητας σε αγορές βοηθητικών υπηρεσιών, όπως οι υπηρεσίες άεργου ισχύος και αδράνειας. Το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας με διαμόρφωση δικτύου έξυπνων στοιχειοσειρών της Huawei είναι μια ολοκληρωμένη λύση, γεγονός που σημαίνει μια πλατφόρμα που προσαρμόζεται σε ποικίλα επιχειρηματικά μοντέλα και υποστηρίζει ευέλικτη εξέλιξη.
Από την πλευρά της κατανάλωσης, η απρόσκοπτη μεταγωγή εντός/εκτός δικτύου και η σταθερή λειτουργία εκτός δικτύου ενισχύουν τα μικροδίκτυα που τροφοδοτούνται 100% από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Αυτή η προσέγγιση έχει ήδη εφαρμοστεί στο μεγαλύτερο μικροδίκτυο φωτοβολταϊκών και συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας στον κόσμο, τον προορισμό της Ερυθράς Θάλασσας στη Σαουδική Αραβία. Αυτό το μικροδίκτυο παρέχει 100% ανανεώσιμη ηλεκτρική ενέργεια για περισσότερους από 21 μήνες και έχει παράσχει περισσότερες από ένα δισεκατομμύριο κιλοβατώρες πράσινης ηλεκτρικής ενέργειας. Τα φωτοβολταϊκά και τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας με διαμόρφωση δικτύου της Huawei έχουν διασφαλίσει συνεχή και σταθερή παροχή ρεύματος για κρίσιμες φορτώσεις όπως αεροδρόμια και ξενοδοχεία, επιτυγχάνοντας αξιοπιστία 99,9%.
Προστασία υψηλών προδιαγραφών από το στοιχείο έως το δίκτυο
Η ασφάλεια των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας απαιτεί συστηματική προστασία υψηλών προδιαγραφών από το στοιχείο έως το δίκτυο. Σε επίπεδο στοιχείου, η Huawei επιλέγει στοιχεία μπαταριών από κορυφαίους προμηθευτές μέσω αυστηρών δοκιμών. Η τεχνολογία AI υιοθετείται τόσο κατά την κατασκευή όσο και κατά τη λειτουργία, για τον εντοπισμό και την ιχνηλάτηση των κινδύνων ασφαλείας εκ των προτέρων. Σε επίπεδο συστοιχίας, χρησιμοποιούνται ολοκληρωμένες τεχνολογίες όπως η εξαιρετικά γρήγορη ψύξη, η προστασία θερμομόνωσης και το φράγμα οξυγόνου θετικής πίεσης για την αποτροπή της εξάπλωσης της θερμικής διαφυγής. Στο επίπεδο κοντέινερ, κάθε rack έχει σχεδιαστεί με κατευθυνόμενο αγωγό απαερίων, για να διασφαλίζεται ότι το εύφλεκτο αέριο εκκενώνεται από τη συστοιχία στη συντομότερη διαδρομή και δεν συσσωρεύεται στο κοντέινερ. Σε επίπεδο συστήματος και δικτύου, με βάση μια αρχιτεκτονική δύο σταδίων, όταν συμβαίνει η διέλευση υψηλής τάσης, δεν εισέρχεται αντίστροφο ρεύμα στην μπαταρία, αποφεύγοντας τη θερμική διαφυγή.
«Θέτουμε την ποιότητα ως την πρώτη μας στρατηγική και τη διασφαλίζουμε μέσω διαδικασιών και μηχανισμών. Για την ασφάλεια του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας, θα συνεχίσουμε την επιδίωξη από τη μη εξάπλωση της φωτιάς στη δημιουργία μόνο καπνού, από την αυτόματη απομόνωση σφαλμάτων συστήματος έως την αποκατάσταση σφαλμάτων συστήματος». κατέληξε ο Zhou.
Παγκόσμιο αποτύπωμα
Όταν ρωτήθηκε για το έργο της Huawei σε διάφορες αγορές σε όλο τον κόσμο, ο Zhou επεσήμανε δύο ευρωπαϊκά παραδείγματα ως απόδειξη των επιτυχιών της εταιρείας.
«Στις Κάτω Χώρες, τα [συστήματα] αποθήκευσης ενέργειας και C&I είναι πολύ δημοφιλή και έχουν μεγάλη ζήτηση στην αγορά», εξήγησε ο Zhou. «Για τα βιομηχανικά συγκροτήματα, εκείνα που θέλουν να αυξήσουν την παραγωγή τους, δεν διαθέτουν αρκετή χωρητικότητα ηλεκτρικής ενέργειας στα σημεία σύνδεσής τους. Αυτή είναι μια μεγάλη αλλαγή».
«Για τη Γερμανία, είναι αρκετά διαφορετικό, επειδή έχουν μεγαλύτερες εγκαταστάσεις στο βόρειο τμήμα της Γερμανίας και θέλουν να μεταφέρουν την ηλεκτρική ενέργεια από το βόρειο τμήμα στο νότιο τμήμα. Έχουν απαιτήσεις από την πλευρά της ανανεώσιμης παραγωγής», πρόσθεσε ο Zhou. Η Ευρώπη έχει αυξημένη ζήτηση για νέα συστήματα αποθήκευσης τα τελευταία χρόνια, προσθέτοντας 11,9 GW νέας χωρητικότητας το 2024, με τη Γερμανία και την Ιταλία να πρωτοστατούν όσον αφορά τις προσθήκες χωρητικότητας.
«Επίσης, η Γερμανία έχει φιλόδοξους στόχους», συνέχισε ο Zhou, τονίζοντας πώς η αποθήκευση μπορεί να αναλάβει μεγαλύτερο βάρος για την κάλυψη της ενεργειακής ζήτησης σε ένα μεταβαλλόμενο ενεργειακό μείγμα.
«Η Γερμανία κατάργησε σταδιακά όλες τις πυρηνικές εγκαταστάσεις το 2023 και σχεδιάζει να κλείσει τους σταθμούς καύσης άνθρακα, κάτι που αποτελεί πρόκληση για τη σταθερότητα δικτύου μεταφοράς και διανομής. Για να αντιμετωπίσει αυτό το ζήτημα, η Γερμανία έγινε η πρώτη χώρα που προσάρμοσε τους κώδικες δικτύου για τεχνολογίες διαμόρφωσης δικτύου και σχεδιάζει να δημιουργήσει αγορές για υπηρεσίες αδράνειας και επανεκκίνησης μετά από ολική διακοπή, μέσω πολιτικών υποβολής προσφορών. Οι λύσεις διαμόρφωσης δικτύου της Huawei προσφέρουν ανώτερες δυνατότητες. Οι λύσεις μας όχι μόνο πληρούν τα τεχνικά πρότυπα για υπηρεσίες επανεκκίνησης μετά από ολική διακοπή και ρύθμισης συχνότητας στη Γερμανία, αλλά και ξεπερνούν σε απόδοση τις συμβατικές γεννήτριες. Με πλεονεκτήματα όπως η ενεργοποίηση επανεκκίνησης μετά από ολική διακοπή σε επίπεδο λεπτού και ο χρόνος απόκρισης συχνότητας σε χιλιοστά του δευτερολέπτου, η τεχνολογία μας θα ανοίξει τον δρόμο για τη σταδιακή κατάργηση των συμβατικών μονάδων ηλεκτροπαραγωγής, διασφαλίζοντας παράλληλα τη σταθερότητα του δικτύου».
